Пользовательский поиск

Компьютеры в медицине: немного истории

В древнейшие времена далекие предки современного человека изобретали различные инструменты счета. Можно предположить, что самыми ранними и простыми приспособлениями были разнообразные предметы. Например, деревья и камни. Среди ранних, удобных и универсальных инструментов счета древних можно назвать и пальцы рук. Использование их заложило основу широко распространившейся десятичной цифровой системе. Такая примитивная «вычислительная машина» находит еще применение и в настоящее время.

Продолжение ниже

Как выбрать очки для работы за компьютером

Если Ваши очки новые (или не нужен рецепт для очков, как в большинстве случаев) и Вы продолжаете испытывать дискомфорт во время работы на компьютере, подумайте о приобретении специальных очков для работы на компьютере. Эти очки назначают специально, чтобы уменьшить нагрузку ...

Читать дальше...

всё на эту тему


Эволюция человека сопровождалась изобретением самых разнообразных предметов. Среди них были и счетные приборы. Некоторые из них достигли такого совершенства, простоты и надежности, что служат уже многие века. Так, например, в Китае около 4–5 тыс. лет назад было известно приспособление, очень напоминающие русские счеты. Хотя изобретение последних и относится к более позднему периоду, датой их рождения можно считать конец XIII – начало XIV века.

К началу XVII века появились первые устройства, облегчающие счет. Среди них палочки, или «кости» Непера (1617). Они позволяли производить даже умножение. Принято считать, что в этом же столетии были разработаны различные варианты устройств, известных как логарифмические линейки. Автора этого изобретения назвать трудно. Известно лишь, что оно появилось одновременно в разных странах, имело много общих черт, хотя и было создано разными людьми.

В XVII веке предпринимаются также первые попытки конструирования сложных механических счетных машин. Среди их создателей Г. Лейбниц и Б. Паскаль – выдающиеся математики той эпохи. Наиболее крупным вкладом в развитие вычислительных машин явились инженерные решения В. Шиккарда (1623). Его проект суммирующей машины можно смело назвать прообразом механических и электромеханических машин, получивших большое распространение в 50–70-е годы нашего столетия.

Механизация счетных операций совершенствовалась. Уже в 1812 году Ч. Беббидж изобретает механическую вычислительную разностную машину. Однако он не останавливается на достигнутом и с 1820 по 1856 год продолжает поиски оригинальных решений. Его конечная цель – создать машину, способную не только решать сложные математические задачи, но и хранить полученные данные, выполнять наборы команд и даже печатать ответ. К сожалению, идеи изобретателя опережали технические возможности эпохи, в которой он жил. Особенно это выявилось при его работах над «аналитической машиной». Эта машина должна была автоматически проводить серию арифметических действий в определенной последовательности. Многие теоретические разработки, элементы этого изобретения очень близки к конструкциям современных электронно-вычислительных машин (ЭВМ). Хотя Ч. Беббидж и не мог получить реальных результатов, но более ста лет тому назад предвидел требования к их архитектуре.

Среди крупных достижений – изобретение первого арифмометра в 1874 году русским инженером В. Однером. Более века он являлся важным средством малой механизации вычислительных работ.

Среди изобретателей прошлого столетия особое место занимает Г. Холлерит. Он разработал технические основы, которые и поныне используются в табуляторах и счетно-перфорационных машинах.

О достаточно высокой эффективности вычислительной машины Г. Холлерита свидетельствует ее широкое применение в обработке данных переписи населения в начале в США (1880), а затем и в России (1887). Г. Холлерит по праву считается пионером не только в создании электромеханической машины для обработки материалов массовых переписей. Он автор и создатель перфокарты – специфического машинного носителя информации. В 1896 году Г. Холлерит основал фирму по выпуску перфокарт и счетно-перфорационных машин. Позднее она была преобразована в теперь уже известную всему миру электронную корпорацию «Эй-би-эм».

Бесспорно, создатели механических счетных и перфорационных машин заложили основы для развития современных электронно-вычислительных. Механические машины олицетворяли все новое и передовое своей эпохи. Однако их быстродействие полностью зависело от скорости работающих механических частей. За один рабочий день на этих машинах можно’ было выполнять всего 1500–2000 арифметических операций.

Скорость счета стала стремительно расти с появлением первых ЭВМ. Это стало возможным благодаря трем важным техническим новшествам текущего столетия. Во-первых, электронный переключатель, во-вторых, цифровое кодирование информации, в третьих, создание устройств искусственной памяти.

Датой рождения первых цифровых ЭВМ считается 1944 и 1945 годы, когда американцами были созданы машины «Марк-I» и «Эниак».

Машина «Марк-I» была не только громоздкой, но и тяжелой. Весила она более 5 т. Намного превосходила ее и первая электронно-счетно-решающая машина «Эниак». Вот ее краткая характеристика: масса 30 тонн, состоит из 70 блоков, содержит 19 тысяч вакуумных ламп, быстродействие – 5000 операций в 1 с, емкость оперативной памяти – 20 десятизначных цифр. Применение ее для решения уже первых задач раскрыло перед исследователями ее достоинства. Так, общие затраты времени для их решения составили 2 нед., время на вычисление – 2 ч. При традиционных формах решения потребовалось бы не менее 100 человеко-лет.

В нашей стране под руководством академика С. А. Лебедева отечественная ЭВМ была создана в 1951 году. Малая электронная счетная машина (МЭСМ) имела быстродействие 2–3 тысячи операций в 1 с. В последующем скорость операций у ЭВМ первого поколения достигла 10–20 тысяч операций в 1 с. Замена электронных радиоламп, использовавшихся в этих машинах, на полупроводники и твердые схемы дала новый импульс в ускорении их быстродействия. ЭВМ второго поколения выполняли уже до 100 тысяч операций в 1 с. Отечественные машины «Урал-11, 14, 16», «Минск-32» и «БЭСМ-6» позволяли уже решать планово- экономические и управленческие задачи.

Вслед за изобретением транзисторов появились первые интегральные микросхемы. Уже первые крохотные пластинки силикона (чипы), состоящие из соединенных между собой транзисторов, резисторов и конденсаторов, совершили буквально революцию в конструкции компьютеров. Если первые интегральные микросхемы состояли только из нескольких транзисторов каждая, то стремительное развитие техники очень скоро позволило размещать вначале десятки, а затем и сотни этих элементов на чипе размером в несколько квадратных миллиметров.

В результате таких усовершенствований резко изменились и технические характеристики одного чипа. Всего лишь за одно десятилетие (1970–1980) объем памяти одного полупроводникового чипа возрос от 4 до 64 килобайт. В конце 80-х годов американская фирма «ИБМ» сконструировала чип емкостью 1 мегабит (1 миллион бит) и предполагает в ближайшем будущем довести его емкость до 4 мегабит.

Использование интегральных схем позволило довести быстродействие ЭВМ единой системы до 1 миллиона операций в 1 с.

Главная особенность этих машин третьего поколения – «семейственность». Отдельные их блоки производятся разными странами СЭВ в рамках научно-технического сотрудничества и интеграции. Так, например, ЭВМ модели ЕС-1020 разработана специалистами из Чехословакии, а ЕС-1040 – ГДР, ЕС-1060 – советскими. Все модели между собой совместимы. Они отличаются друг от друга только по производительности, быстродействию и объему запоминающих устройств.

Развитие средств вычислительной техники постоянно сопровождается стремлением сделать ее доступной как можно большему количеству пользователей. В результате появилась концепция сетей ЭВМ. Она выдвигает необходимость создания машин со средним быстродействием – порядка 10 миллионов операций в 1 с. Эти машины, именуемые ЭВМ четвертого поколения, способны обеспечить коллективную загрузку вычислительных комплексов, объединенных в единую систему. Это позволит на практике осуществить наиболее рациональные формы обслуживания вычислительной техники не только организаций, но и отдельных лиц. Для этого достаточно иметь обычный телефонный аппарат с вызовом в любой автоматизированный центр и терминал (дисплей).

В 80-е годы открытия и достижения физики и химии, материаловедения и математики, программирования и электроники позволили ученым покорить еще совсем недавно недоступную вершину. Группа советских ученых разработала супер-ЭВМ «Эльбрус-2», способную выполнять 100 миллионов операций в 1 с. Эту машину создали специалисты Института точной механики и вычислительной техники им. С. А. Лебедева. Опыт, накопленный при ее проектировании, позволил уже вплотную подойти к реализации еще более фантастического проекта – ЭВМ, способной достичь быстродействия в 1 миллиард операций.

Конечно, наше воображение с трудом может представить такое количество операций всего за 1 с. Однако и это не предел. Специалисты утверждают, что вычислительная техника уже в ближайшие годы будет способна осуществлять до 10 Миллиардов разнообразных математических действий.

Казалось еще совсем недавно машины, выполняя 1 миллион операций в 1 с, могли удовлетворить самого требовательного потребителя. Насколько же оправдан и необходим этот переход к миллиарду. Интересно объяснение С. Тарасова – одного из авторов «Эльбрус-2:

«К компьютерам сейчас такие требования, что они должны решать свои задачи либо очень быстро, либо не браться за них вообще. Потому что на самом деле это не количество для ЭВМ – миллиард, а качество. Только столь быстродействующие машины способны выполнять такой объем операций в так называемом «реальном масштабе времени». Пример? Задачи по обработке огромного объема метеорологических данных, которые должны быть решены молниеносно. Ведь вред ли нас удовлетворит даже абсолютно точный прогноз погоды, выданный ЭВМ, но... на прошедшую неделю. Представьте, что на вопрос, сколько будет дважды два, карманный калькулятор отвечал бы час. Тогда бы он нам был просто не нужен».

Бесспорно, создание таких супер-ЭВМ значительно расширяет горизонты использования вычислительной техники в науке и практике. «Эльбрусы» смогут решать сложные задачи медицины и здравоохранения, позволят точнее и быстрее ставить диагноз, прогнозировать эпидемии. Их технические возможности особенно важны при разработке общегосударственной сети ЭВМ, в создании разнообразных национальных банков информации. Ведь ЭВМ этого поколения удовлетворяют множеству противоречивых условий.

Среди последних достижений создателей компьютерной техники следует назвать «Машину связи», разработанную Хиллисом из Кембриджа. Этот компьютер в состоянии производить несколько миллиардов операций в 1 с. «Машина связи» имеет несколько бесспорных достоинств по сравнению с другими суперкомпьютерами. Во-первых, она размещается в пластиковом кубе с длиной грани всего в 1,5 м, во-вторых, дешевле почти в 4 раза и, в-третьих, значительно превосходит в скорости счета.




© Авторы и рецензенты: редакционный коллектив оздоровительного портала "На здоровье!". Все права защищены.


 
Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений
Загрузить изображение
 

nazdor.ru
На здоровье!
Беременность | Лечение | Энциклопедия | Статьи | Врачи и клиники | Сообщество


О проектеКарта сайта β На здоровье! © 2008—2015
nazdor.ru, nazdor.com
Контакты Наш устав

Рекомендации и мнения, опубликованные на сайте, являются справочными или популярными и предоставляются широкому кругу читателей для обсуждения. Указанная информация не заменяет квалифицированную медицинскую помощь, основанную на истории болезни и результатах диагностики. Обязательно проконсультируйтесь с врачом.

Размещенные на сайте информационные материалы, включая статьи, могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет согласно Федеральному закону №436-ФЗ от 29.12.2010 года "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию".